毛细管电色谱的方法原理与应用
第五章 高效毛细管电泳和电动色谱
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3Leabharlann 101三、毛细管凝胶电泳
毛细管凝胶电泳 CGE）：按照试样中各个组 分相对分子质量的大小进行分离的方法。 用途：常用于蛋白质、寡聚核苷酸、核糖核 酸、DNA片段的分离和测序及聚合酶链反应产 物的分析。CGE能达到CE中最高的柱效。
• 毛细管等电聚焦是基于不同蛋白质或多肽之 间等电点的差异进行分离的电泳技术。 • 毛细管等电聚焦最具特色的应用是测定蛋白 质的等电点。在异构酶鉴定、单克隆抗体、 多克隆抗体、血红蛋白亚基等研究中，经常 用毛细管等电聚焦。
五、亲和毛细管电泳
亲和毛细管电泳是利用配体与受体之间存在特异性 相互作用，可以形成具有不同荷-质比的配合物而达 到分离目的。
梯度升压方式对毛细管电泳分离的影响 A. 2kV至25kV，0min，一步升压；B.2kV至25kV，5min，线性梯度 升压. 样品：β-乳球蛋白A，溶菌酶，细胞色素C，肌红蛋白，微白蛋白
二、毛细管及其温度控制
毛细管电泳柱作为分离分析的载体，其材料、 形状、内径、柱长、温度对分离度和重现性都 有影响。
缓冲液中加入添加剂，并让缓冲液与毛 细管充分平衡.如加入阳离子表面活性剂 十四烷基三甲基溴化铵(tetradecyl trimethyl ammonium bromide ,TTAB)， 能在内壁形成物理吸附层，使EOF反向. 添加剂还有聚乙烯亚胺、甲基纤维素 (MC)、十六烷基溴化铵(CTAB)等。
说明毛细管电泳特点及应用
说明毛细管电泳特点及应用
毛细管电泳是一种高效液相色谱技术，其基本原理是利用电场将带电粒子在毛细管中的移动速率和荷电量的差异进行分离和富集。
毛细管电泳具有高分离效率、快速分离、小量样品、自动化程度高等特点，已经成为了化学、生物、环境学等领域的一个重要分析工具。
其主要应用领域和特点如下：
1.分离生化分子
毛细管电泳可以用于分离和富集DNA、RNA、蛋白质、糖类和小分子有机物等生物分子。
这些生物分子在酸碱性、水解、氧化还原等条件下有不同的化学性质和电荷性质，可以被毛细管电泳技术精确分离和定量。
例如在DNA分离和定量方面，毛细管电泳已经成为PCR扩增产物检测、基因测序、DNA指纹鉴定等分子生物学技术中的重要手段。
2.分析环境污染物
毛细管电泳可以用于环境监测和食品安全检测等领域，可以对水、空气、土壤和食品中的有机和无机污染物进行快速准确定量分析。
例如利用毛细管电泳技术可以分析环境中的氨、硝酸盐、荧光增白剂、PESTICIDE 等有害物质含量，以及酒类中的苯甲酸、乙酸等有害物质。
3.分析药品和代谢产物
毛细管电泳可以快速、灵敏地分离和鉴定药品和代谢产物，具有药动学和毒理学研究的重要意义。
毛细管电泳技术节省反应时间，减少实验操作时间，可对液-液、液-固、固-液等反应进行分离和分析，得到精确的数据和结果。
如利用毛细管电泳技术，可以分析身体内的有机酸、氨基酸、代谢产物等物质。
总之，毛细管电泳技术在化学分析和生物分析中均有广泛应用，且已成为学术研究和工业生产的一种重要分离分析手段。
毛细管电泳和毛细管电色谱
其他领域
毛细管电泳还应用于食品分析 、冶金、地质等领域，可用于 金属离子、矿物成分等的分离
和检测。
02 毛细管电泳技术
CHAPTER
进样技术
压力进样
通过施加压力使样品进 入毛细管，适用于大体
积样品。
电动进样
利用电场力驱动样品进 入毛细管，适用于低粘
电解质浓度
影响电场强度和离子迁移率。
温度
影响分子热运动和扩散系数。
毛细管材料和内壁处理
影响样品在毛细管内的吸附和分离效 果。
03 毛细管电泳实验
CHAPTER
实验流程
安装毛细管
选择合适的毛细管，将其插入 仪器，确保密封良好。
运行实验
设定合适的实验参数，如电压、 温度、检测波长等，开始实验。
准备毛细管电泳仪
进系统
用于将样品注入到毛细管中。
实验材料
毛细管
具有微米级内径的玻璃或石英管，是电泳的分离通道。
电解质溶液
用于提供电泳所需的离子环境。
样品
待测物质，需进行适当预处理。
清洗液
用于清洗毛细管和仪器，保持实验的准确性。
04 毛细管电色谱简介
CHAPTER
定义与原理
定义
毛细管电色谱（CEC）是一种将高效电泳分离与高效液相色谱的固定相相结合 的分离技术。
亲和电泳
利用特异性亲和作用进行分离 ，如抗体-抗原、酶-抑制剂等
。
检测方法
紫外可见光谱
利用紫外可见光谱检测分离出的组分。
电化学检测
利用电化学方法对分离出的组分进行检测。
荧光检测
利用荧光物质标记待测组分，通过荧光信号 进行检测。
毛细管电色谱应用在哪些方面
毛细管电色谱应用在哪些方面
毛细管电色谱（capillary electro chromatography，CEC）以内含色谱固定相的毛细管为分离柱，兼具毛细管电泳及高效液相色谱的双重分离机理，既可分离带电物质也可分离中性物质。
毛细管电色谱法是用电渗流或电渗流结合压力流来推动流动相的一种液相色谱法。
因此，毛细管电色谱法可以说是HPLC和HPCE 的有机结合，它不仅克服了HPLC 中压力流本身流速不均匀引起的峰扩展，而且柱内无压降，使峰扩展只与溶质扩散系数有关，从而获得了接近于HPCE 水平的高柱效，同时还具备了HPLC 的选择性。
HPLC是用压力驱动流动相。
流速是随填充微粒的大小和柱长而变化的。
流速在管中呈抛物线轮廓，因而造成了色谱峰谱带的展宽，降低了柱效。
而CEC是采用电场推动流动相。
其线速度是与柱的直径和填微粒的大小无关的，因而在毛细管中几乎没有流速梯度。
谱带展宽效应相应的就十分小。
这点是CEC与HPLC的本质差别，也是CEC效率高于HPLC的根本。
（上海通微）。
色谱分析法第九章 毛细管电泳法简介-精品文档
5)CGE中使用改性剂
9.5.4毛细管等电聚焦(CIEF) 1)毛细管等电聚焦原理
毛细管等电聚焦属于毛细管电泳中的一种聚焦技术类型，其溶
质通常是蛋白质，分离基于蛋白质等电点(PI)的差异。毛细管内充 满两性电解质和蛋白质溶液，加上一个电场，在毛细管中产生一个
pH梯度。各种蛋白质因为它们的等电点不同，而在毛细管内聚焦为
图9.6 溶质通过毛细管的顺序
图9.7阳离子、中性分子、阴离子 的电泳谱图
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1)电渗流的作用 2)电渗流的产生
图9.8 电渗流的产生
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图9.9 不同驱动力的流型和相应的谱带峰形 3)电渗流的速度和迁移率 (1)电场强度
(2)缓冲液的pH值
子的尺寸和离子所带电荷的大小和符号。
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图9.1 毛细管电泳示意图 9.1.2区带电泳 9.1.3引起区带扩散的因素 9.1.4管的直径对对流扩散的影响
9.1.5介质中的电泳
9.1.6毛细管电泳
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9.2毛细管电泳体系 9.2.1概述 从概念上来讲，毛细管电泳体系比较简单。如图9.2所示，其 主要组成有样品池、入口池、出口池、毛细管、检测器、高压电 源、数字结果处理设备，如一台分析仪或一台计算机。
许多狭小的区带。毛细管内的溶液在动力作用下通过检测器而产生 电泳图。
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2)毛细管内形成pH梯度 3)等电聚焦
图9.13 CIEF分离机理示意图
毛细管电色谱技术
毛细管电色起来的一种新型分离分析技术。 按流动相驱动力的不同,可分为 电渗流驱动毛细管电色谱和电 渗流与压力联合驱动的毛细管 电色谱。
毛细管色谱法的应用
目前已用于各种复杂混合物分析， 包括大气及环境污染物质、生物 试样、食品、矿物燃料、宇宙物 质和一些无机物及金属有机物等。
毛细管色谱柱组成
毛细管色谱柱由柱管、压帽、 卡套（密封环）、筛板（滤 片）、接头、螺丝等组成
毛细管色谱柱可分为
多微填空 孔填充心 层充毛柱 空柱细、 心 管 柱 柱 、
毛细管电色谱技术的特点
色谱柱温度极限：一根色谱柱通常有两 个温度极限，温度下限和温度上限。如 果在低于温度下限的条件下实验，得到 的色谱峰又圆又宽(柱效降低)。但是色 谱柱并不会受到什么损坏。这样并不能 发挥色谱柱的正常功能。在达到下限温 度或者高于下限温度时，得到的色谱峰 会有明显的好转。
色谱柱容量：色谱柱容量是指色谱 柱对一种溶质可容纳的最大量值， 一旦超过此数值，该溶质的色谱峰 就会发生畸变，也就是说该溶质超 载。
毛细管电色谱基本原理及设计要求
毛细管电色谱基本原理及设计要求毛细管电色谱是80年代末发展起来的一种新型分离分析技术。
按流动相驱动力的不同,可分为电渗流驱动毛细管电色谱和电渗流与压力联合驱动的毛细管电色谱。
前者可在一般的毛细管电泳商品仪器上进行,是目前研究较多的一类。
在这种电色谱中,既引入了高选择性的色谱固定相,提高了电泳的分离能力,又克服了压力驱动的压力流引起的区带展宽,可以实现高效、高选择性分离。
但是因电渗流的限制,难于驱赶出电泳过程中产生的气泡,实验常因气泡而中断。
在电渗流与压力联合驱动的毛细管电色谱中,液相泵产生的压力流可以将操作中产生的气泡冲出毛细管或者使气体在高压下溶解,不仅是流动相的平均线速度比相同条件下HPLC大,缩短分析时间,而且能减少压力流引起的区带展宽,使分离效率比HPLC明显提高。
若利用HPLC的进样和检测装置,可使其重现性和定量性优于毛细管电泳(CE)。
此外,还能像HPLC那样进行梯度洗脱,使分离能力进一步提高。
因此,有效的梯度洗脱是所开发仪器应有的重要功能。
在电渗流与压力联合驱动的毛细管电色谱中,被分离组分按照它们的容量因子在固定相和流动相之间进行分配,溶质的流动速度决定于它们的电泳淌度、电渗流和流动相的压力。
电色谱的分离选择性包括两部分的贡献[5],即溶质在两相间的分配对分离选择性的贡献和电场作用溶质的泳动对分离选择性的贡献。
当电场的作用与分配的作用相一致时,CEC将表现更高的选择性。
否则两者作用相互抵消,降低分离的选择性。
在相同的表现线速度下,若电场驱动的流向与压力流方向相同,此时电场的作用有助于提高柱效;反之,电场的作用将降低柱效。
所以,选择能使分配与电场协同作用的分离条件对提高选择性和增加柱效都非常重要,这些条件包括电场方向及强度、洗脱液的流速及组成和固定相的种类等。
(上海通微)。
毛细管电泳的基本原理及应用剖析
毛细管电泳的基本原理及应用剖析毛细管电泳（CE）是一种基于电场作用的色谱分离技术，广泛应用于生物学、医药、环境、食品等领域。
它通过在毛细管中施加电场，利用样品中的带电粒子在电场作用下发生迁移分离，最终在检测器上形成峰。
毛细管电泳具有分离效率高、样品消耗量少、实验时间短等优点，因此被广泛研究和应用。
电动力作用是指在电场作用下，带电粒子会迁移，其迁移速率与电荷大小、电场强度和粒子大小有关。
这个原理形成了毛细管电泳的分离能力。
在毛细管电泳中，带有不同电荷的离子在电场作用下会迁移到不同的位置，实现了分离。
电渗流作用是指在电场作用下，电解质溶液中的离子在毛细管内部形成一个电化学双层，从而形成了定向的流动，这种流动称为电渗流。
电渗流的作用是维持溶液流动的速度和方向，使得样品能够快速地通过毛细管。
1.生物学：毛细管电泳在DNA分析、蛋白质分析和细胞生物学中有重要应用。
例如，DNA测序、突变分析和基因检测等都可以通过毛细管电泳实现。
此外，毛细管电泳还可以用于血清蛋白质分析，从而帮助研究疾病的诊断和治疗。
2.医药：毛细管电泳在药物分析中有广泛的应用。
例如，在药物代谢研究中，毛细管电泳可以用于分析药物及其代谢产物。
此外，毛细管电泳还可以用于药物纯度和含量的测定，以及药物的质量控制和研发。
3.环境：毛细管电泳在环境监测中有重要的应用。
例如，通过毛细管电泳可以分析水、土壤和大气样品中的有机物、金属和其他污染物。
此外，毛细管电泳还可以用于监测和分析环境中的微量物质，如重金属、农药残留、有机污染物等。
4.食品：毛细管电泳在食品检测和质量控制中有广泛应用。
例如，可以利用毛细管电泳对食品中的营养成分、添加剂和农药进行分析和检测。
此外，也可以通过毛细管电泳对食品中的毒素和致病菌进行检测，确保食品的安全性。
综上所述，毛细管电泳是一种重要的色谱分离技术，其基本原理是利用电场作用使带电粒子在毛细管中迁移分离，并且具有分离效率高、样品消耗量少等优点。
毛细管电泳的基本原理及应用
毛细管电泳的基本原理及应用摘要：毛细管电泳法是以弹性石英毛细管为分离通道，以高压直流电场为驱动力，依据样品中各组分之间淌度和分配行为上的差异而实现分离的电泳分离分析方法。
该技术可分析的成分小至有机离子、大至生物大分子如蛋白质、核酸等。
可用于分析多种体液样本如血清或血浆、尿、脑脊液及唾液等，比HPLC 分析高效、快速、微量。
关键词：毛细管电泳原理分离模式应用1概述毛细管电泳(Caillary Electrophoresis)简称CE，是一类以毛细管为分离通道，以高压直流场为驱动力的新型液相分离分析技术。
CE的历史可以追溯到1967年瑞典Hjerten最先提出在直径为3mm的毛细管中做自由溶液的区带电泳(Capillary Zone Electro-phoresis，CZE)。
但他没有完全克服传统电泳的弊端[1]。
现在所说的毛细管电泳(CE)是由Jorgenson和Lukacs在1981年首先提出，他们使用了75mm的毛细管柱，用荧光检测器对多种组分实现了分离。
1984年Terabe将胶束引入毛细管电泳，开创了毛细管电泳的重要分支: 胶束电动毛细管色谱(MEKC)。
1987年Hjerten等把传统的等电聚焦过程转移到毛细管内进行。
同年，Cohen 发表了毛细管凝胶电泳的工作。
近年来，将液相色谱的固定相引入毛细管电泳中，又发展了电色谱，扩大了电泳的应用范围。
毛细管电泳和高效液相色谱（HPLC）一样，同是液相分离技术，因此在很大程度上HPCE与HPLC可以互为补充，但是无论从效率、速度、样品用量和成本来说，毛细管电泳都显示了一定的优势毛细管电泳（C E）除了比其它色谱分离分析方法具有效率更高、速度更快、样品和试剂耗量更少、应用面同样广泛等优点外，其仪器结构也比高效液相色谱（HPLC）简单。
C E只需高压直流电源、进样装置、毛细管和检测器。
毛细管电泳具有分析速度快、分离效率高、试验成本低、消耗少、操作简便等特点，因此广泛应用于分子生物学、医学、药学、材料学以及与化学有关的化工、环保、食品、饮料等各个领域[2]。
毛细管电色谱技术的研究与应用
有 的数量甚 少 ， 的极难 分辨 ……科 学家们 急需 更高 明 的“ 金 ” 具 和“ 鱼 ” 有 淘 工 捕 的手段 。 纵观 近 ３ ０年来 液相 色谱 的发 展史 ， 柱效 和分 辨率 方 面的重 大突 破并 不 多 。２ ０ 在 ０ ４年 Ｗａ —
ｔｒ 推 出的超高效 液 相色谱 （ Ｐ Ｃ） ｅｓ Ｕ Ｌ 可算 是一个 突破 性 的进展 ， 技 术 使用 １ ７微米 的小颗 粒 该 ． 填料 和超 高压 ， 大提 高 了色谱 分 离 的柱 效 和 分 辨率 。而另 一 个 可 ｌ 和 Ｕ Ｌ 大 三 ｌ Ｐ Ｃ媲美 的 电动 分 离 技术 是 毛细管 电色 谱 。它融 合 了毛 细 管 电泳 的 高效 性 和 高 效 液 相 色谱 的高 选 择性 ， 靠 电 依
“ 细 管 电色 谱 技 术 的研 究 与 应 用 ” 栏 客座 主编 毛 专
上 海 交 通 大学 药 学 院 教 授
阎超
一＼
ห้องสมุดไป่ตู้
引
言
随着人 类基 因组 学落 下帷 幕 ， 生命 科 学领 域 的 “ 金热 潮 ” 蓬 勃兴 起 ， 淘 正 以蛋 白质组 学 、 代 谢组学、 糖组 学等组 学 为代表 的系统 生 物 学要 从 整 体上 研 究 一 个 生 物 或 细胞 的全 体 生物 分 子
的特 征 。不妨把 一个 细胞 放大 而看 成 一 个海 洋 ， 海 洋里 藏 有 多 少 珍 鱼 异兽 ， 的藏 得很 深 ， 这 有
色谱 技术 的研 究 与应用 ” 专栏 。我们 有幸 邀请 到部 分在 毛细 管 电色谱 领 域造 诣 深厚 、 成绩 斐 然
的专家 、 者撰 写 了相关 的学 术论 文 和 综述 。这 些 文 章 囊 括 了 毛细 管 电色谱 的最 新 研 究 和进 学
毛细管电色谱
毛细管电色谱
什么是薄层毛细管电色谱
1、薄层毛细管电色谱是一种快速而有效的化学分析方法，它将分析物质分解成多
种成分，并将它们在一定时间内单独检测出来。
2、薄层毛细管电色谱是利用毛细管电色谱仪，将样品被涂覆于毛细管薄膜上，与
氯仿和乙腈混合物并可分离，然后穿过电压控制器，并用电压导电物质来进行分离，然后根据物质的电离性及极性，从而区分不同的物质来计算成分。
3、薄层毛细管电色谱主要分为三部分组成：碳极、流动相、检测器。
碳极和检测
器之间的区别是，检测器在模拟环境中，可分辨各种物质电离性，而碳极只对物质极性有反应。
4、流动相是由氯仿和乙腈两种溶剂混合制成的溶液，可以通过毛细管引入样品，
将物质吸附在毛细管上，充当载体，使物质随电流流动，进行检测分析。
5、薄层毛细管电色谱具有速度快，效率高，分辨能力强等特点，测定结果准确可靠，是现代化学分析中经常提到的分析方法之一。
它已在药物、食品、环境、土壤等领域得到广泛应用。
6、薄层毛细管电色谱操作过程中，应注意安全措施，并正确使用工具，小心操作
样品，以免混杂物质使测定结果受到影响。
色谱分析法和毛细管电泳分析法的基本原理与应用
色谱分析法和毛细管电泳分析法的基本原理与应用在现代化学中，分析技术是不可或缺的一部分。
众所周知，分析技术有很多种类，例如，质谱分析、放射性分析、光谱分析等等。
然而，本篇文章将重点讨论色谱分析法和毛细管电泳分析法这两种分析技术的基本原理与应用。
一、色谱分析法的基本原理与应用色谱分析法是一种从杂质混合物中分离纯化化学物质的技术。
它基于不同组分在特定条件下通过固定相和移动相之间的相互作用，实现组分的分离和定量化分析。
在色谱分析法中，样品溶液被喷洒到固定相上，然后通过移动相流动，不同化学物质因其物理化学性质差异，从而可能在固定相上停留不同的时间，从而被分离。
色谱分析法又分为气相色谱和液相色谱两个主流技术。
1. 气相色谱气相色谱是一种以气体作为载体的色谱技术。
它基于杂质在蒸汽状态下通过固定相时与它相互作用的特定适配关系，实现杂质的分离和定量化分析。
分离组分是根据它们的挥发性、极性、分子量、化学反应性等从样品中引导到固定相上的微小涂层上，通过气流来驱动气溶胶在涂层上的流动。
2. 液相色谱液相色谱是一种以液体作为载体的色谱技术。
它基于样品在液相中分离和移动的特性，通过以固定相对其它组分有不同的吸附性能，完成对有机化合物、药物等成分的分离和提纯。
具体而言，液相色谱的分离过程通过在移动相中加入一种固定相，通过样品流动的压力差在二者中达成交换，样品分子成分被吸附在不同程度的高校固定相上。
那么，色谱分析法有哪些具体应用呢？1. 生物医学分析色谱分析法广泛应用于生物医学分析，并成功用于药物的分析，纯化和鉴定。
比如进口药物中已知的有毒成分，利用气相色谱可以进行快速检测，而液相色谱则可用于肝炎病毒和细胞生化结构的分析。
2. 环境分析色谱技术在环境分析中也有着不可替代的作用。
如有机物质、金属离子、化学反应物等的分离和测定。
其中，危险废物的色谱分离技术得到广泛的应用。
3. 食品质量检测色谱技术在食品质量检测中也有所应用。
它可以用来进行食品添加剂和有害物质的检测。
毛细管电泳的原理
毛细管电泳的原理
毛细管电泳是一种高效液相色谱技术，利用电场的作用将样品中的化合物沿着内径较小的毛细管进行分离和分析。
在毛细管电泳中，有两种常用的电泳模式：毛细管区带电泳和开列电泳。
毛细管区带电泳中，毛细管两端分别注入带有不同荧光标记的样品，再施加直流电场，荧光标记的样品由于在电场作用下带电移动，在毛细管中形成不同带电物质的区带；而在开列电泳中，毛细管中注入样品后，在施加电场的同时使用在线探测器进行实时监测，通过测量峰面积或峰高来判断样品的含量。
毛细管电泳的分离机理主要包括电泳迁移和色谱效应两个因素。
电泳迁移是指样品分子在电场作用下由于带电而移动，其移动速度与电场强度和分子带电量有关；色谱效应是指毛细管内壁与样品分子的相互作用，在毛细管中形成不同的分离机制，如离子交换、氢键作用、静电作用等。
毛细管电泳的原理还与毛细管内径、电场强度、缓冲液pH值
等因素有关。
毛细管内径越小，分离效率越高；电场强度越大，迁移速度越快，但也会增加毛细管的热效应；缓冲液pH值的
选择要根据样品的性质来确定。
在实际应用中，毛细管电泳具有分离效率高、分析速度快、耗样量小、操作简便等优点。
它广泛应用于生物医药、环境监测、食品安全等领域。
同时，还可以与其他技术如质谱联用，进一步提高分析的灵敏度和准确性。
毛细管电泳的原理及应用(第二讲)毛细管电泳的原理及应用.
（２）激 光诱导荧 光检测器 （ＬＩＦ ：激光 的高 光流 量 、聚光性 、单 色性等 特点使 其成 为理想 的激励源 。 常 用 氦－镉 激 光 器 （３２５ｎｍ ）和 氩 离 子 激 光 器 （４８８ｎｍ 。对荧光 黄最 低检 测限 为 １０－ ｍｏｌ／Ｌ，约 ６００００个分子或更低［。 有关ＬＩＦ的应用可参见最 新文献［１。
５ 电化学检测器
电化学检测器 （ＥＣ）可避免 ＣＥ中光学类检测器 遇到的光程太短 的问题 ＥＣ和 ＬＩＦ同为 ＣＥ中灵敏 度最高的检测器 ，其缺点在于商 品化较难 ，至今没有 商品 电化学检测器供 应 。
（１电导检测器 ：柱 上电导检测是 在毛细管 壁上 用激 光钻 两 个孔 ，插 上 两根 铂 电极 ，再 将孔 封 住 即 成。其检测限 以 Ｌｉ＋计可达 １０－７ｍｏｌ／Ｌ １０－１８ ｍｏｌ［２０］。柱尾检测 则在 分离毛细管后再接上 电导检 测器 。还有 的是将柱尾 电导检测器和 安培检测器组
×１０－ｍｏｌ１．３ １０－１２ｍｏｌ／Ｌ １３］。还出现荧光二极 管 阵 列检 测 器［４和 ＬＩＦ／电荷 藕 合 器 件 （ＣＣＤ）系 统［１］，对 ＦＩＴＣ衍生氨基酸 的检 测限为 ２ １０－２０ｍｏｌ （约 １０－１２ｍｏｌ／Ｌ。最新的动向是采用价格低廉的半 导体激光器作激励源［１６］，激发波长在 ６３５ ８５０ｎｍ， 用于可 见和近红 外区 ，检测 限可达 ｆｍｏｌ级。
用激 光束 聚焦到毛 细管 上 ，产生 的散射光 由一 束 围绕着毛 细管 的光纤 引导到拉曼光谱仪 的接收器 上 ，即构成 了激光 拉曼检测器 ，检测限 以甲基红计 ， 为２．５ １０－６ｍｏｌ／Ｌ［２６］，与ＵＶ检测器相当。也可采 用 ＣＣＤ作拉 曼光谱检测器 ［２７］。这种检测方法 的最 大特点是能 获得 溶质 的结构信息 。
毛细管电泳和毛细管电色谱(ppt)
度量电渗流大小是单位电场下的电渗流速率即电渗淌度
(eo)或电渗速率(ueo)，可用Smoluchowski 方程表示：
eo
o w
ueoeoEowE
u eo
Ld t0
eouE eoL t0d
1Ld E to
Lt U
3.1.3． 电渗流
以电场力驱动产生的溶液EOF，与高效液相色谱中由高压 泵产生的液体流型不同：
3.1.5. 分离原理
电泳和电渗流并存，在不考虑相互作用的前提下，粒子在 毛细管内电介质中的迁移速率是两种速率的矢量和：
uuep ueo (epe)oE
令µapp=µep + µeo，称之为表观淌度，即从毛细管电泳测量 中得到的淌度为粒子自身的电泳淌度和由电渗引起的淌度之
和，并有
ap pepeou/EL trdU Lt
目前有三种方法可以让样品直接进入毛细管：
电动法、压力法和浓差扩散法。
3.2.3. 电源及其回路
电流回路系统包括高压电源、电极、电极槽、导线和电 解质缓冲溶液等。CE和CEC一般采用0 ~ ±30 kV连续可 调的直流高压电源。理想的电源应具备： 1.能输出单极直流高压(一端接地)； 2.电压、电流、功率输出模式任意可选； 3.能控制电压、电流或电功率的梯度； 4.电压输出精度应高于1%。 CE的电极通常由直径0.5~l mm的铂丝制成。 电极槽，即缓冲液瓶，通常是带螺口的小玻璃瓶或塑料 瓶(1~5mL不等)，要便于密封。缓冲液内含电解质，充于 电极槽和毛细管中，通过电极、导线与电源连通，一同 构成整个电流回路。
毛细管电色谱由于引入了色谱机制，其保留机理包括两个 方面:
其一，如同HPLC，基于溶质在固定相和流动间分配过程； 其二，如同CE，基于溶质电迁移过程。CEC容量因子可 用下式表示：
毛细管电色谱
毛细管电色谱1. 介绍毛细管电色谱（Capillary Electrophoresis，简称CE）是一种利用玻璃毛细管内的电流和电场力来实现物质分离和分析的方法。
它结合了毛细管电泳和色谱技术的优点，具有高分离效率、快速分析速度、小样本体积和无需柱填充物等优势。
2. 工作原理毛细管电色谱的工作原理基于溶液中离子的迁移速度差异，通过在毛细管内加上电场来引导有电荷的离子在电场中运动。
不同离子由于大小、电荷、空间结构和溶液pH等因素的影响，会以不同的速度游离迁移。
通过测量这些离子的迁移时间和峰面积，可以得到溶液中各组分的含量信息。
3. 仪器结构毛细管电色谱仪主要由电场供应器、样品注射器、分离柱和检测器等部分组成。
•电场供应器：提供所需的电压和电流，用于产生分析电场。
•样品注射器：用于在毛细管内引入待分析的样品，常使用自动进样器实现定量和连续进样。
•分离柱：通过对毛细管内壁表面进行涂覆或改性使其具有特定的分离能力，用于分离混合物中的组分。
•检测器：用于监测分离出的各组分的信号，常见的检测器有紫外吸收检测器和荧光检测器。
4. 分析步骤1.样品准备：将待分析的样品溶解在合适的缓冲液中，同时进行必要的前处理，如蛋白质的还原和糖类的酶解等。
2.样品进样：将样品注射到毛细管中，一般可以使用自动进样器来实现精确的样品进样。
3.分离：通过在毛细管内施加电场，使样品中的离子在电场力和溶液流动力的共同作用下，沿毛细管内壁迁移，实现样品分离。
4.检测：通过检测器监测样品分离过程中形成的信号，如紫外吸收和荧光等，获取样品分离和定量分析的结果。
5.数据分析：根据检测到的峰面积或峰高，结合标准曲线，计算样品中各组分的浓度或含量。
5. 应用领域毛细管电色谱在生物医药、环境监测、食品检测与安全等领域具有广泛的应用。
•生物医药：用于药物分析、蛋白质分析、核酸分析等。
•环境监测：可以分析水体中的微量重金属和有机污染物等。
•食品检测与安全：可以分析食品中的添加剂、农药残留和食品中的有害物质等。
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研毛
芳香化合物后，逐渐引起人们的重视，关于CEC的文章陆续得到了报道。
细 1987年特别是在Knox[6,7]从理论上阐述了CEC高效性的特点以后，毛细管
究
管 电
电色谱才真正的得到了飞速发展并成为一个新的研究方向。
现
色 谱
[2] Mould,D,L, Synge,R.L.M. Analyst. 1952, 77:963-968 [3] Pretorius.V, et al. J. Chromatogr., 1974, 99:23-30
CEC基本原理
1微型分离技术 2micro-HPLC 和 CE的结合 3电渗流 (EOF) 为流动向的推动力 4二维分离机理：液相色谱和电泳之和 （分配和电泳淌度）
历 史 回 顾
一、毛细管电色谱发展进程 1952年Mould 和Synge[2]首次在色谱分析上使用了电渗流，他们在薄层色
谱上利用电场分离了胶棉中的多糖化合物。 1974年Pretorius[3]才首次成功地实现了在填充毛细管液相色谱中用电渗流
状
研 究
进
展
[4] Otsuka.S ,et al. Anal.Biochem., 1980,102:419-422 [5] Jorgenson, J,W, et al. J. Chromatogr., 1981,218:209-216 [6] Knox.J,H, et al. Chromatographia, 1987,24:135-143 [7] Knox.J,H. Chromatographia, 1988,26:329-337
展
CEC 的保留机制：
CEC= µHPLC+CE
依靠电渗流(EOF)或电渗流结合压力 流推动流动相，使中性和带电荷的样 品分子根据它们在色谱固定相和流动 相间吸附、分配平衡常数的不同和电 泳速率不同而达到分离分析；
CEC的理论塔板数远远高于HPLC；
既能分离带电物质，也能分离中性 物质；
Fig.3. CEC combines the strengths of two powerful analytical techniques —— CE and µHPLC
取代泵，并获得了比传统液相色谱高的柱效能，但是由于Pretorius当时所 用的柱子管径较大 ，因此CEC的优越性没有得到充分展示，所以在70年代 后期 ，此法没有得到充分重视。
和
直到1980年Otsuka[4]才又发表了一篇有关CEC的文章。 1981年Jorgenson等[5]用CEC分离了两种毛细管区带电泳难以分离的电中性
Fig.7. Electrochromatogram showing the CEC separation of 16 PAHs within 2.5 minutes
存在的问题：
在传统的CEC模式中，由于焦耳热效应，常常会遇到气泡和“柱内干涸”等问 题；
气泡的出现会导致基线不稳、重现性不好、电渗流的中断等现象；
目前，pCEC研究的热点：
(1)CEC理论的研究； (2)仪器联用技术的发展； (3)梯度洗脱技术； (4)毛细管柱的制备（填充柱或整体柱）； (5)芯片技术； (6)应用领域拓展（环境分析，食品分析，生化分析
K＝K’＋k’(μep/μeof)+(μep/μeof)－－－－（1）
K—是CEC的容量因子 K’—是在CEC中单纯色谱因素引起的容量因子 μep－为溶质的电泳淌度 μeof －为流动相的电渗淌度
和
讨论：
研 毛 （1）对于中性化合物，μep 为零，K’等于K－－反应纯粹的色谱过 细程
究管 电
（2）对于不保留的带电化合物，K’为零－－反应纯粹的电泳过程
在传统的CEC系统中加入一个u-HPLC泵，依靠电渗流结合压力流的模式来驱 动流动相的一种新技术，就是熟悉的加压毛细管电色谱（pressurized capillary electrochromatography ，简称pCEC)
pCEC
(1)改变泵压可有效地调节样品中各组分的保留，提高分离度； (2)有效地缩短样品的分析时间； (3)减少流动相和毛细管中气泡生成的可能性； (4)易于实现梯度洗脱；
色 （3）对于有保留的带电化合物，色谱和电泳机理同时起作用，因此
现
谱 研
CEC既能分离电中性物质，又能分离带电物质。
状
Байду номын сангаас究 进
[9] Colon,L,A, Guo Y, Fermier,A. Anal Chem, 1997,69(15):461 [10] Rathore,A,S, Horvath,C. J Chromatogr, 1996,743:231
[8]Momika M.Dittmann Gerard P.Rozing. Journal of Chromatography A, 744(1996)63-74.
历 史
二、毛细管电色谱基本原理 CEC的保留机理[8,9]
如同HPLC：基于溶质在固定相和流动相间相互作用的不同。
回 顾
如同CZE：基于溶质电泳淌度的不同。
历
史
回
顾
和
研
毛 细
究
管 电
色
现
谱 研
状
究 进
展
二、毛细管电色谱基本原理 CEC与HPLC原理的比较 CEC：是采用具有塞状流型的
电渗流推动流动相，其线 速度是与柱的直径和填料 颗粒大小无关的。因而在 毛细管中几乎没有流速梯 度，谱带展宽效应很小。
HPLC：是采用压力驱动流动 相，流速随填料颗粒大小 和柱长而变化，流速在管 中呈抛物线状轮廓，因而 造成谱带展宽和柱效的降 低。
图5. 不同分离模式下的谱带展宽
CEC的优势：
柱效
理论塔板数
CEC： 104－105 plates/m
HPLC： 103－104 plates/m
Fig.6. the rapid and high- efficiency separation of PAHs with CEC-LIF
CEC的优势： 快速
历
史
回
顾
和
研
毛 细
究
管 电
色
现
谱 研
状
究 进
展
三、毛细管电色谱的操作模式 用电渗流驱动的电色谱
由于仪器结构简单，应用面比较广。 用电渗流和泵双重驱动的电色谱
优点：避免在分离过程中气泡的产生，同时可以用 泵来控制 流速，缩短分离时间。
CEC的优势： 减小谱带展宽
图4.电驱动和压力驱动下的流形比较